基于GIS的特長公路隧道火災風險管理研究

劉紅勇,徐 敏,張靜曉,許 賀

(1.西南石油大學 土木工程與測繪學院,四川 成都 610500;2.長安大學 經濟與管理學院,陜西 西安 710065;3.中國路橋工程有限責任公司,北京 100010)

0 引 言

隨著社會經濟的不斷發展,公路隧道建設數量及里程數逐年增加,長大隧道火災的發生頻次也呈增長態勢[1],對隧道的防災體系提出了新的挑戰。作為公路運營時期常見的風險之一,隧道火災相較于常規路面火災在其特性上更為復雜,主要包括多樣性和不確定性。一次事故的發生就可能導致整個隧道火災的發生[2],隧道內部一旦起火,其伴生的煙囪效應[3]和動力供給弱等特性會使隧道內能見度變低,極不利于隧道內人員疏散,易導致大量的生命財產損失及惡劣的社會影響[4]。同時,隧道火災的不確定性因素主要包括行駛車輛種類多、車載物品和火災荷載不確定、通風方案不適等多種方面。

胡嘉偉等[5]對隧道內火源火災煙氣溫度特性進行的全尺寸實驗及隧道橫向偏置火源頂棚溫度縱向分布特性研究;樓波等[6]針對半橫向通風方式坡度下的隧道火災排煙方法進行研究。從上述可知,目前隧道火災的研究主要通過調節不同的因素變量如通風狀況、縱坡坡度和隧道類型等來對火災溫度、火焰燃燒特性和臨界風速來展開實驗研究。另一方面,針對地鐵[7]和大型商場[8]運營期的火災風險管理研究,研究人員主要對不同類型的隧道火災風險評估[9]或施工消防安全管理[10]展開研究工作,而目前缺少對公路隧道火災風險管理研究,基于此,針對運營期間的公路隧道火災開展風險管理研究可為交通領域提供數據基礎。

GIS方面,李志鵬等[11]在近海海域生態系統領域采用熵值法綜合GIS空間分析方法進行了實證研究;張煊等[12]在街區規劃中利用GIS熱點技術,對表征碳排放的各指標進行了熱點分析;李浩等[13]提出基于多角度信息分離和獨立存儲、場景構建和層次簡化的模型數據交換方法;張鐘遠等[14]利用GIS構建研究區滑坡易發性評價指標體系。以上研究應用了GIS的空間分析能力和地理信息數據分析能力,由于其突出的特征優勢,該技術目前已在城市規劃、景觀評價、道路交通評價、國土調查等多個領域廣泛運用,但其應用于特長公路隧道火災風險管理中的研究還比較缺乏。

為提高公路隧道安全管理水平,同時有效降低公路隧道火災風險,亟待利用更加有效準確的方法來展開公路隧道火災風險的研究與評估工作,筆者在已有研究成果的基礎上,以特長公路隧道為對象,利用GIS技術進行特長隧道火災信息管理、風險評價基礎上的風險管理研究,建立了基于GIS的特長隧道火災風險管理系統,以期為特長公路隧道管理部門多方位的火災風險管理思路提供參考。

1 GIS輔助模塊介紹

地理信息系統 (geographic information system,GIS)[15]是在計算機軟硬件的支持下,對整個或部分地表(包括大氣)空間的地理數據進行收集、存儲、管理、計算、分析和表達的技術系統。GIS具有兩方面的特征優勢[16]:①地圖學輔助其具有強大的空間分析能力,能夠對空間信息數據進行動態分析,對空間信息進行采集、傳輸和處理,完成高需求的應用任務;②依托數據庫管理系統與計算機輔助設計,精準、迅速、全面動態分析繁復的地理信息數據,精確空間定位。

當前火災風險主要存在3個方面的局限,即數學邏輯缺乏普適性、科學邏輯缺乏明確性、理論邏輯和實踐邏輯之間具有沖突性[17]。即火災風險尚未落實明確的科學邏輯,其數學邏輯也缺乏具有針對性且統一的規范,理論與實踐還相差甚遠,甚至有巨大沖突。基于以上幾點問題,GIS的超前空間數據管理技術針對明確科學邏輯與統一數學邏輯具有很好的應用性。

傳統的隧道火災信息管理方式存在記錄不及時、客觀描述比例較少等缺陷,而GIS技術可實現隧道火災信息的無縫集成和高效管理,因此將GIS技術與傳統方法結合可以彌補這一不足,定量化分析的支撐使研究的手段、過程和成果更加客觀明晰;最后,建立在地理信息系統(GIS)上的風險管理與應急體系,既可滿足風險管理和應急反應指揮的需求,又可提高應急響應的合理性、科學性和智能性,在短時間內啟動優化的應急救援方案、行動流程和搶險措施,對隧道火災風險管理具有重要意義。圖1展示了融合GIS的隧道火災風險管理系統基礎及其作用模式。本系統主要由隧道火災信息管理、隧道火災風險評價和隧道火災風險管理系統3個部分組成。通過輸入隧道火災歷史信息作為隧道火災信息管理的基礎數據,結合多種評價方法在GIS平臺中進行隧道火災風險評價。利用量化后的評價權重及結果數據與實際案例的火災風險影響因素及等級進行對比反饋,綜合識別影響火災風險的關鍵因素,最終為加強在役隧道以及擬建隧道的火災風險管理提供依據。

圖1 融合GIS的隧道火災風險管理

1.1 GIS輔助隧道火災風險信息管理

由于隧道火災影響因素的多變性,隧道火災風險管理涉及的數據包括火災實時監測數據、歷史災害數據和區域社會經濟數據。這些數據具有顯著的地理空間特征[18],其特征對于隧道火災風險管理十分重要,例如不同區域的自然環境背景、人員聚集密度、車流量、隧道通風情況等的空間分布信息。GIS不僅與遙感技術(RS)和全球定位系統(GPS)聯動為“3S”集成系統,而且其已與通信、CAD、互聯網以及虛擬現實等多種技術關聯,形成綜合的信息技術,它在空間數據顯示、目標定位等地理空間數據的描述、操作、分析和管理中具有明顯的優勢,特別是GIS的空間分析功能可以為隧道火災風險管理提供更科學的分析工具。GIS輔助的隧道火災風險信息管理主要包含以下4個方面:

1)數據維護

隧道火災數據的導入、輸出、更新和維護,包括區域基礎地理數據(如地勢特點、行政區劃)、區域自然環境數據(如天氣、巖土特點)、隧道專題數據(如安全通道分布、隧道資源分布)、歷史災害數據(如隧道火災發生時間、地點、事故原因、事故應急方案)。可以看到,基于電子地圖的數據維護會更直觀、便捷。

2)數據顯示與查詢

利用GIS的圖層管理和定位功能,可實現以電子地圖為承載的各種數據的二維圖象顯示,數據齊全甚至可完成三維顯示[19]。用戶可進行展開、收縮等操作,并能夠集成屬性數據進行操作。

3)隧道火災風險空間分析

基于GIS特有的空間分析功能實現相關分析,如區域事故風險緩沖分析、疊加分析等。

4)制定對策及應急反應預案

在上述操作基礎上,根據得到關于隧道火災事故風險的海量信息,利用大數據處理方法為隧道風險管理對策及應急預案的提前制定提供數據支撐和參考依據。

1.2 基于GIS的隧道火災風險評價

隧道火災風險評估是隧道火災風險管理的主要手段和內容之一,也是隧道火災風險研究的現實前景之一,隧道火災風險是指隧道火災風險發生的可能性及其后果的定量特征。目前學者對特長公路隧道火災風險評價有一定深度的探究,國內外學者對特長公路隧道火災風險評價研究大多各選取一種主觀賦權和客觀賦權方法,因其覆蓋范圍廣,指標間關系錯綜重疊,評價過程的難度增大。由于火災屬于自然災害的一種,因此筆者參考自然災害風險的形成機理,將隧道火災風險的形成機理概括為防災減災能力(E)、承災體暴露度(R)和脆弱性(V)、致災因素危險性(H)4個維度。

1)隧道火災危險性是指引起隧道火災的自然變化程度,由火災變化的活動規模和頻率決定。災害強度和頻率越大,隧道火災造成的損失越嚴重,隧道火災的風險越大。

2)暴露度是指可能受到不良因素威脅的所有人員和物體,如人員、車輛、貨物、生命線等。隧道內及周圍暴露在各種不良因素的人員和財產越多,受影響的價值密度越大,潛在損失也越大,隧道火災風險隨之增大。

3)脆弱性是指在隧道火災危險地區存在的所有財產由于隱藏的火災危險因素造成的損害或損失程度,以此綜合反映火災損失程度[15]。一般來說,承載體的易損性或脆弱性越低,火災損失越小,火災風險也越小,反之亦然。

4)隧道防災減災能力表示在隧道及其被火災影響的周邊區域在長期和短期內的火災恢復程度,包括應急管理能力、減災投入、資源條件等,防災減災能力越高,潛在損失和火災風險越小。

上述4類風險維度相互作用(圖2),共同構成以風險度(D)[20]為結果的隧道火災風險形成機理框架。

圖2 隧道火災風險評價組建模型

根據目前國內外比較公認的災害風險形成機制,結合前文所述現有關于火災風險的相關研究結論,隧道火災風險可由式(1)表示:

D=H×E×V×R

(1)

利用隧道火災風險度可以更清楚地表達隧道火災發生的可能性,同時分析關鍵問題密切相關的火災風險及其管理,如造成隧道火災的主要原因、隧道火災風險的條件和承災體的脆弱性,綜合和全面地總結火災風險管理過程的各個環節,從而準確改進其不足或薄弱環節,采取全面統一、一體化的應急救援資源配置運行管理模式是非常有效和必要的。

基于隧道火災的危險性、暴露度、脆弱性和防災減災能力4個維度,篩選出主要的隧道火災影響因素,運用熵值法、層次分析法、綜合指數法等相關數據統計分析理論方法,得到特長公路隧道火災風險評價指數,進而定量評價隧道火災風險程度,最后結合GIS技術將得到的預估評價結果以電子地圖的形式進行顯示。

2 風險管理系統構建

系統基于先進的衛星遙感技術、地理信息系統、多媒體技術和數據庫技術,統一、規范地處理不同數據源、類型、格式的地理空間數據。結合災害風險評估模型,運用GIS強大的空間分析功能,基于風險管理理論,從而分析GIS在隧道風險管理當中融合的具體思路,利用GIS軟件實現隧道火災危險性分析、影響評估與損失評估與預測、隧道火災易損性分析、減災能力分析,為國家和次級區域火災風險全面管理和應急響應提供信息和決策支撐。

2.1 系統結構

針對不同部門使用目的,系統采用B/S&C/S結構體系,達到效率最高,路徑最優的目標。

C/S模式主要依據隧道火災管理部門內部數據實現數據處理、系統模型維護和結果輸出功能,如遙感圖像采集和壓縮、圖像分析和結果輸出、災害風險評估模型數據庫維護、隧道火災風險評估、應急預案生成等。

B/S模式針對實際應用場景,為當地相關隧道消防管理部門和指揮部門提供應急系統終端信息數據采集和指令發布功能。這兩種模式基于同一個數據庫系統,其結構和功能密切相關,相互支撐,以此構成一個共同體(圖3)。

圖3 隧道火災風險管理系統體系結構

2.2 平臺構建

本系統主要分為GIS和業務服務兩部分。本系統GIS服務端基于GeoServer應用開發,WEB端基于Leaflet框架應用開發,提供空間數據生產和處理、分布式數據管理和分析、制圖、服務信息發布、地理處理建模、機器自主學習等功能,用于隧道地理信息數據的生產、加工、處理、分析及圖像表達。

GIS系統開發基于Windows2000/xp操作系統;開發環境為VB6.0,數據庫采用oracle9i。COM組件開發工具采用MO組件,通過MO的二次GIS開發實現地圖管理[18]。地理空間數據和遙感圖像通過ArcSDE for Oracle9i數據鏈路提供空間數據服務。B/S模式數據經ArclMS作為網絡地圖服務器,遂利用IIS發布至網絡。在C/S模式下,ArcSDE向MO直接提供空間數據。

系統提供高精度數據和高性能引擎精準還原隧道防災場景,支持響應式、可視化的地圖場景,支持多種地理數據形態:MIF、SHP、GEOJSON、衛星影像、VECTOR-TILE等。

本系統業務服務采用Springcloud Alibab為基礎,采用微服務作為核心架構思想,將整個系統基于隧道防災業務領域功能分解為獨立的業務服務,每個服務獨立地進行開發、管理和加速。分散的組件中使用容器平臺技術,使部署、管理和服務功能交付變得更加簡單快速。

業務系統數據采用PostgreSQL數據庫,通過分布式部署,提供高效穩定的數據服務,解決隧道防災場景下多維多模時空信息的數據需求。

2.3 數據結構

系統所需的數據是通過對各種衛星圖像數據的處理、解譯和讀取、室內實驗和野外調查、野外模擬和定點觀測獲得的,如表1可以看到,數據具有體量大、種類多、多源性、結構復雜、空間變異性強等特點。如何合理、科學地組織這些多時態、多類型的地理數據,將直接影響系統的性能和功能運行。

表1 隧道環境數據分類

依據GIS和業務服務將其設計為2類數據庫:oracle9i數據庫和PostgreSQL數據庫。Oracle9i數據庫通過用戶自定義類型和函數支持非結構化和半結構化數據管理,同時在關系模型上支持數統計分析、數據挖掘、數據展示等功能[21],用于存儲圖像數據和各種地圖,如衛星圖像數據和處理后生成的產品(如隧道火災區域圖等)隧道結構分布圖、隧道火災風險等級圖、地形圖、行政區劃圖等;PostgreSQL數據庫支持數據域,支持函數、觸發器、外部調用、存儲過程以及游標,避免了在網絡上大量原始的SQL語句的傳輸,因此業務系統選擇它的優勢是顯而易見的。業務系統1用于存儲火災歷史數據、環境背景數據及區域社會經濟數據(如隧道交通量數據、公路運營期盈利數據等);業務系統2存儲隧道火災風險評估模型和相關標準;業務系統3用于存儲系統運行過程中產生的中間及臨時數據。在用戶界面中,業務系統3的數據庫是隱式的。

2.4 系統功能模塊設計

系統功能設計為5個子系統,包括基礎信息子系統、模型管理子系統、隧道火災風險評價子系統、損失評估子系統和輔助決策支持子系統[18]。各個子系統在功能結構上相對獨立,從邏輯結構和數據基礎來講,其統一且密不可分。基于此進行系統聯動及流程把控,從而形成閉合的軟件體系,其結構如圖3。

隧道火災輔助決策支持子系統中,整個GIS系統平臺有地理信息、系統管理、事件聯動等主要功能,火災報警和視頻監控系統的聯動是其中一部分,結合鐘東等[22]的研究,實現視頻監控與火災報警系統的聯合,應用系統可將反應時間縮短至少25～30 s,更科學地協助工作人員及時正確的啟動火災應急預案。功能主要為雙波長火災探測器信號連接、火災數據/視頻顯示、預案系列顯示、預案啟動及處理信號輸出。聯動系統包含圖4中3種對接方式。視頻廠家選擇威視,故視頻廠家平臺設為威視平臺,說明如圖4。

圖4 聯動系統接口定制

3 系統實現

本系統以Android為基礎,充分利用GIS隧道信息中心的數據,將其融入到本系統中,建立基于移動GIS的隧道火災數據管理系統,方便相關工作人員使用。具體功能如表2。

表2 隧道火災風險管理系統組成

1)基礎信息

隧道基礎數據:工程及水文地質相關數據,包含圍巖力學參數、地下水分布、工程分級等;隧道設計數據:隧道選線、縱斷面、橫斷面、輔助坑道、洞門設計、開挖和襯砌選擇等;隧道施工數據:隧道名稱、隧道長度、通風方式、單車洞道數、照明方式、開工時間等;隧道設備臺賬:包含設備類型、規格型號、數量等,設備有鉆床、切斷機、軸流風機等;隧道基礎設施:通風機、空氣壓縮機、抽水機、發電機組等;隧道清單:洞口、明洞開挖土石方、洞身開挖、超前支護等。

2)數據采集

系統所需數據通過衛星圖像、解譯判讀、室內實驗和野外考察、野外模擬和定點觀測獲得。

3)模型管理

用戶可進行火災風險評價模型庫維護,模型信息更新與管理等操作,例如添加各行業的風險評價模型以進行對比借鑒,添加影響因子、多種主客觀評價方法。

4)隧道火災風險評價

用戶可選擇不同模型中的指標因子進行合理的新建、修改、刪除及添加等操作,建立針對性的隧道火災風險評價體系,采用相關數據統計分析理論方法得出火災風險評價指數,進而定量評價隧道火災風險程度。

5)損失評估及輔助決策

得到預估評價結果后,研究區域內的隧道火災被劃分為多個風險區域,并以電子地圖的形式顯示,結合當地物價水平計算可能造成的損失資金,生成具有針對性的應急救援預案。

6)信息發布與反饋

用戶在此模塊可發布火災預防知識及瀏覽進行時系統生成的應急體系及科學的救援方案,同時地方相關部門可在區域恢復后情況反饋等操作。

4 實例分析

4.1 工程概況

太古西山隧道位于太原市萬柏林區袁家莊至萬柏林區周家山。特長隧道段長13.65 km,設計速度為80 km/h,為分離式雙洞四車道隧道,主洞為雙行單洞斷面,凈寬10.25 m,限高5 m,于2012年10月主體貫通,以下分析均稱作A隧道。

北茹隧道位于陽泉市青銀高速公路中段。隧道單幅長度6 373 m,設計速度為80 km/h,為越嶺分離式隧道,單洞為雙車道隧道,凈寬10.25 m,凈高5 m,于2021年5月全線貫通,以下分析均稱作B隧道。

4.2 評價流程

4.2.1 熵值法[23]確定指標權重

假設有m個評價等級,n個評價因子,從而建立數據矩陣:

(2)

本研究根據多位專家對火災風險影響因素得出的評判結果,對其進行梳理匯總后建立指標體系(表3),通過專家打分評估結果和式(2)建立數據矩陣,然后對其數據進行非負處理,針對評價對象越大越佳的指標進行以下處理:

表3 特長公路隧道火災風險評價指標體系

(3)

其中i=1,2,…,n;j=1,2,…,m,下同。

對評價對象越大越糟的指標進行以下處理:

(4)

計算第j項指標下第i個方案占該指標的比重:

(5)

計算第j項指標的熵值:

(6)

其中,k>0;ej≥0。常數與評價等級數有關,一般令k=1/lnm,則0≤ej≤1。

計算第j項指標的差異系數:

gi=1-ej

(7)

求權數:

(8)

綜上得出熵權的客觀評價指標權重向量為:

M=(m1,m2,…,mn)

(9)

通過運用MATLAB軟件計算得出隧道火災風險指標權重:

指標權重向量M=(0.312 4,0.243 4,0.269 9,0.174 2)

危險性H=(h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8,h9,h10,h11,h12,h13)=(0.077 4,0.045 7,0.087 7,0.019 9,0.077 4,0.087 7,0.087 7,0.087 7,0.071 6,0.063 1,0.060 6,0.072 7,0.060 )

暴露度R=(r1,r2,r3,r4)=(0.355 6,0.109 6,0.191 8,0.343 1)

脆弱性V=(v1,v2)=(0.547 0,0.453 0)

防災減災能力E=(e1,e2,e3,e4,e5,e6,e7,e8,e9,e10,e11,e12,e13,e14)=(0.102 9,0.060 1,0.114 1,0.060 1,0.054 1,0.057 7,0.102 9,0.054 1,0.060 1,0.054 1,0.069 1,0.073 6,0.068 2,0.069 1)

4.2.2 改進模糊綜合評價[24]

本研究邀請10位隧道資深專家成立評價小組,基于對兩隧道情況充分了解,按照專業標準及經驗對本研究具體影響因素進行評價,過程如下:

1) 建立評價因素論域。設綜合評價因素論域:

D={d1,…,dn}

(10)

結合項目具體評價體系建立綜合評價因素論域D={d1,d2,d3,d4},其中,d1=“危險性”,d2=“暴露度”,d3=“脆弱性”,d4=“防災減災能力”;綜合評價因素下其他若干子因素的論域集根據表3設計。

2) 建立評價等級論域。設等級論域:

(11)

參照行業評價標準,根據式(11)建立評價等級論域V′={安全,準安全,準危險,危險},便與《公路隧道養護技術規范》中的判定結果相對應。

3) 計算綜合權重集。通過10位專家對A、B兩項目各評價因素進行等級評價,應用熵值法確定權重,構建風險評價指標權重及模糊關系矩陣。

(12)

4) 單層評判。根據式(12)計算單層評判結果向量,由式B=MR′計算得:

BA1=(0.780 44,0.211 62,0.007 74,0)

BA2=(0.619 24,0.310 99,0.069 87,0)

BA3=(0.690 60,0.309 40,0,0)

BA4=(0.656 85,0.331 94,0.011 41,0)

BB1=(0.883 59,0.116 21,0.000 00,0)

BB2=(0.898 84,0.101 26,0.000 00,0)

BB3=(0.845 30,0.154 70,0.000 00,0)

BB4=(0.931 29,0.068 91,0.000 00,0)

5) 綜合評判。綜合評判矩陣為:

綜合評判結果:

6) 項目評價分值計算。計算評價對象最終得分Z,對照隧道運營階段安全風險評估標準表確定隧道火災風險等級[25]。每個評級等級對應不同區間的評估得分,具體分級標準見表4。

表4 公路隧道運營期火災風險評價等級劃分

依據等級劃分標準,本研究特定C=(40,60,80,100)T,當中,C為表4中4個評語等級的對應分數所構成的列向量[26]。

最終由D=BC知兩隧道火災風險評價得分:

ZA=46.515 1

ZB=42.290 0

7) 電子地圖顯示結果。通過收集西山隧道和北茹隧道所在區域的地理信息數據,利用ArcGIS軟件繪制了隧道地形圖,并對計算出的評價結果進行直觀的地圖展示,如圖5、圖6。

圖5 西山隧道火災風險模型評價結果

圖6 北茹隧道火災風險模型評價結果

4.3 評價結果分析

通過熵值法和改進的模糊綜合評價方法對太古西山隧道和北茹隧道進行綜合評判,得到兩隧道運營期的火災風險評價最終得分為46.5151和42.290分,由評價結果得出,ZA>ZB,根據兩隧道風險評價結果的直觀的電子地圖顯示(圖5、圖6),查閱表4的風險等級范圍可知,兩隧道運營期的火災風險總體情況均為“準安全”,由于B隧道比A隧道修建時間晚,B隧道的火災風險情況應優于A隧道,評價結果合理。依據客觀評價指標的權重向量,具體分析如下:

4.3.1 危險性分析

對熵值法所得到的危險性維度的指標權重進行排序,可以判斷各評價指標對特長公路隧道火災風險評價的影響程度,其隨權重增大而增大。由權重向量H可知在13個影響指標中,指標h3,h6,h7,h8的影響程度最深,其次依次是h1,h5,h12,h9,h10,h11,h13,最后是h2,h4,與文獻[27]的隧道火災風險重要影響因素的結果一致,表明應用此評價模型對火災風險的危險性分析是有效的。由于危險性綜合評價因素權重為0.312 4,為最重要的風險評價維度,其子評價指標的關鍵影響因素更應重視,因此應重點加強駕駛員的操作及滅火規范性和準確性,同時應重點考慮擬建隧道的長度、寬度及縱坡坡度設計值對今后火災風險的影響。

4.3.2 暴露度分析

暴露度綜合評價因素權重為0.243 4,為第3重要的風險評價維度,其子評價因素火災荷載(r1=0.355 6)權重最大,車流量(r4=0.343 1)權重居于其次,因此考慮控制隧道暴露度應從這2個方面入手,隧道日常管理應著重加強車流量和車載貨物種類的管控。

4.3.3 脆弱性分析

脆弱性綜合評價因素權重為0.269 9,為第2重要的風險評價維度,其子評價因素可燃物類型(v1=0.547 0)權重較之隧道耐火性能(v2=0.453 0)更大,應加強對日常車輛行駛裝載貨物的類型管理。

4.3.4 防災減災能力分析

防災減災能力綜合權重為0.174 2,屬于4個維度下權重最低的方面,對其子評價因素的指標權重由大到小排序結果為e3,e1,e7,e12,e11,e14,e13,e2,e4,e9,最后是e6,e8,e5,e10,與文獻[27]研究結果基本一致,表明應用此評價模型對防災減災能力分析是有效的。隧道管理部門應加強日常對監控報警裝置和通風排煙設施的檢查,確保其有效性,另外需通過落實日常的應急演練,對每次演練執行情況進行總結以提高消防人員的滅火能力,保證其真正參與滅火行動時的作戰能力。

通過對2座隧道的火災風險評價結果的判定以及針對危險性、暴露度、脆弱性及防災減災能力4個維度和對應子評價指標權重的分析,驗證了此研究模型的有效性與可操作性,對今后隧道火災風險的科學管理具有指導意義和一定的實踐參考價值。

5 結 論

討論了GIS技術應用于隧道火災風險管理的優勢及應用領域,提出了隧道火災風險管理系統的基本框架方案,創新性的設計了基于GIS的特長公路隧道火災風險管理系統,并闡述了系統實現,結合工程案例進行了火災風險評價,通過對兩隧道的火災風險評價結果的判定和針對危險性、暴露度、脆弱性及防災減災能力4個綜合維度及其子指標權重的結果分析驗證了模型的有效性,得出以下結論:

1) 將GIS技術引入隧道火災風險管理,將大大增加隧道火災管理部門的工作效率,為火災風險評估和災后重建提供決策支撐。

2) 專家評判加上數字化的評價系統能更加精確的預判火災發生風險,強化各級政府的風險管理水平與應急救援能力。

3)云數據存儲隧道數據,便于大數據利用,為各級政府在短時間內做出決策和行動提供科學系統的數據支撐和技術支持。